KR101548527B1 - Apparatus for generating small hydropower using a pier and screw type water driven wheel - Google Patents

Apparatus for generating small hydropower using a pier and screw type water driven wheel Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a small hydropower generation apparatus using a pier and a screw-type waterwheel, which enables relatively easy small hydropower generation using existing structures. The small hydropower generation apparatus of the present invention includes: a waterwheel supporting/fixing member which supports and fixes one or more waterwheels with a constant distance therebetween by a holder which is installed in a lower end part of a pier by a waterwheel fixing block and includes waterwheel supporting rods integrally formed at left and right sides of the waterwheel fixing block, and one or more auxiliary supporting rods corresponding to the waterwheel supporting rods, wherein the waterwheel supporting/fixing member supports and fixes the waterwheels under water to be freely rotated according to a flow rate and a flow speed around the pier; one or more waterwheels which has screw-shaped waterwheel wings on the outer surface of a pole-shaped waterwheel shaft, with both ends of the waterwheel shaft supported to be freely rotated by the waterwheel supporting/fixing member so that the waterwheels are rotated by rotational force of the waterwheel wings according to a flow of water; and a power generating member which is connected to one end of the waterwheel shaft via at least one gear to generate electrical energy. Therefore, the small hydropower generation apparatus of the present invention enables small hydropower generation at less costs, thereby reducing costs for development and production of renewable energy.

Description

교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력 발전장치{Apparatus for generating small hydropower using a pier and screw type water driven wheel}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a small hydraulic power generation apparatus using a pier and a screw type aberration,

본 발명은 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 구조물을 이용하여 비교적 간단하게 소수력 발전이 가능하도록 한 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a small hydro-electric power generating apparatus using a pier and a screw type aberration, and more particularly, to a small hydro-electric power generating apparatus using a pier and a screw-type aberration that are capable of relatively small power generation using an existing structure.

최근 화석연료의 대량 소비에 의한 지구온난화 및 산성비 등의 환경문제 유발 및 한정된 자원의 고갈 문제 등에 직면함에 따라 이러한 문제점들에 대한 대비책으로 여러 종류의 재생 에너지 개발 및 연구가 주목을 받고 있다. Recently, various kinds of renewable energy development and research have been attracting attention as a countermeasure for the problems such as global warming caused by mass consumption of fossil fuel, causing environmental problems such as acid rain and exhaustion of limited resources.

그 중에서도 특히 소수력발전은 물의 자연순환을 이용하는 것으로서 이산화탄소 등의 배기가스를 배출하지 않으므로 지구 환경 문제를 거의 유발하지 않는 청정한 에너지 재생기술이며, 안정적인 전력공급의 확보 및 지구환경보전 등의 관점에서도 더욱 계획적으로 개발이 촉진되어야 하는 중요한 자연에너지이다.Particularly, the small hydroelectric power generation uses the natural circulation of water and does not discharge exhaust gas such as carbon dioxide. Therefore, it is a clean energy regeneration technology that hardly causes global environmental problems. In addition, Is an important natural energy that should be promoted.

이러한 소수력 발전은 대규모 수력발전과 같은 원리이나 다만 규모가 작은 발전 기술로서, 소규모 하천이나 저수지의 유량과 낙차에 따른 위치에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 방식이며, 수차를 회전시키는 물의 유량이 많고 낙차가 클수록 시설 용량이 커지고 발전량도 비례하여 많아진다. This small-scale hydroelectric power generation is the same principle as large-scale hydroelectric power generation. However, it is a small-scale power generation technology, in which electric energy is generated by utilizing the potential energy according to the flow rate and dropping amount of a small river or reservoir. The larger the freefall, the larger the capacity of the facility and the greater the amount of power generated.

그러나 이러한 소수력발전의 주된 구성요소인 수차를 발전설비로 이용하기 위해서는 대부분 강이나 바다에 토목 구조물을 새로 설치해야 하는 번거로움이 있으며, 그 뿐만 아니라 물을 이용해야만 하는 특성상 강이나 바다에 토목 구조물을 설치하여야 하므로 수중이라는 환경적인 특수성 때문에 고난이도의 설비 기술을 필요로 하는 단점 및 많은 경비와 시간이 소요되는 문제점이 있었다. However, in order to utilize aberration as a main component of such small-scale hydroelectric power generation, it is troublesome to newly install civil structure in river or sea, and besides, it is necessary to use water, So that it is necessary to install equipment of high level owing to environmental specificity such as underwater, and there is a disadvantage that it takes a lot of time and cost.

따라서 이러한 경제적인 부담을 줄이기 위해 새로운 토목 구조물을 설치하지 않고도 기존의 구조물에 수차를 적용하여 효율적으로 재생에너지를 생산할 수 있도록 하여 경비와 공기를 단축시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in order to reduce the economic burden, it is required to develop a technology capable of efficiently generating renewable energy by applying aberration to existing structures without installing a new civil structure, thereby reducing costs and air.

KR 10-2012-0008204 A 2012.01.30 공개KR 10-2012-0008204 A 2012.01.30 Released

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존 구조물을 이용하여 비교적 간단하게 소수력 발전이 가능하도록 함으로써 교량이나 교각 등의 기존 구조물을 다목적으로 활용할 수 있으면서도 보다 저렴한 비용으로 소수력 발전이 가능하도록 하여 재생에너지의 개발 및 생산에 따른 경제적인 비용을 절감할 수 있는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a small- The present invention is to provide a small hydroelectric power generation apparatus using a pier and a screw type aberration which can reduce the cost of development and production of renewable energy by enabling small hydroelectric power generation at a low cost.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 수차 고정블록에 의해 교각기둥의 하단부에 조립 설치되며 수차 고정블록을 중심으로 그 좌, 우 양측에 각각 수차축 지지봉이 일체로 연설되고 각각의 수차축 지지봉과 상기 수차축 지지봉에 대응되는 적어도 하나의 보조 지지봉이 형성된 거치대에 의해 적어도 하나의 수차를 일정 간격 이격되게 지지 및 고정하되 교각 기둥 주변의 유량 및 유속에 따라 수차가 자유롭게 회전 가능하도록 수면 아래에 수차가 잠길 수 있게 지지 및 고정하는 수차 지지/고정부재, 봉형태의 수차축 외면에 스크루 형태의 수차날개가 형성되고 수차축 양단이 수차 지지/고정부재에 의해 자유회전 가능하게 지지되어 물의 흐름에 따른 수차날개의 회전력으로 수차축을 회전운동시키는 적어도 하나의 수차, 및 수차축의 일측 단부에 적어도 하나의 기어를 통해 연결되어 수차축의 회전운동에 의한 전기에너지를 생성하는 발전부재를 포함하는, 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치이다.According to an aspect of the present invention, there is provided an aberration fixing block, which is assembled to a lower end portion of a pier of a pier by an aberration fixing block and is integrally formed with a water shaft support rods integrally on both left and right sides of the aberration fixing block, At least one aberration is supported and fixed at a predetermined distance by a cradle having at least one auxiliary support rod corresponding to the aft axis support rod and the aft axis support rod, Aberration supporting / fixing member for supporting and fixing the aberration so that the aberration can be locked, a screw-shaped aberration wing on the outer surface of the rod-shaped aberration shaft, and both ends of the aberration axis being freely rotatably supported by the aberration supporting / At least one aberration for rotating the aberration axis by the rotational force of the aberration wing according to the flow, And a power generating member connected to the one end portion via at least one gear to generate electric energy by rotational motion of the aquaduct axle.

상기 본 발명의 일 실시 형태는, 수차와 나란하게 수차 고정블록에 일측 단부가 조립 및 고정되고 다른측 단부는 자유단으로 형성되되 상하로 몸체가 각각 연설되어 그 연설부에 수차 지지/고정부재의 거치대를 끼움 조립할 수 있는 상하 안내홈이 구비된 안내블록을 형성하여 유량 및 유속에 의한 수차의 상하 유동 및 좌우 유동을 일정 범위 이내에서 제한적으로 안내하고 지지하는 수차유동 안내부재를 더 포함하여 다른 실시형태로 구현될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, one side end portion is assembled and fixed to the aberration fixing block in parallel with the aberration, and the other side end portion is formed as a free end, and bodies are vertically arranged so that the aberration supporting / And a guide block provided with upper and lower guide grooves which can be assembled by fitting the holder into the guide block so as to guide and support the upward and downward flow and the left and right flow of the aberration due to the flow rate and the flow velocity in a limited range. . ≪ / RTI >

본 발명에 의하면, 기존 구조물을 이용하여 비교적 간단하게 소수력 발전이 가능하도록 함으로써 교량이나 교각 등의 기존 구조물을 다목적으로 활용할 수 있으면서도 보다 저렴한 비용으로 소수력 발전이 가능하도록 하여 재생에너지의 개발 및 생산에 따른 경제적인 비용을 절감할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to utilize existing structures such as bridges and bridges in a multipurpose manner by making it possible to generate small hydrographs relatively easily using existing structures, and at the same time, It is possible to obtain an advantage that the cost can be saved economically.

도 1은 본 발명에 따른 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치의 주요부 구성을 예시한 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a main portion of a small hydrostatic power generator using a pier and a screw type aberration according to the present invention.

이하, 본 발명에 의한 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치의 전체적인 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the overall structure and operation of a small hydroelectric power generating apparatus using a pier and a screw type aberration according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term in order to describe its invention in the best possible way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described herein and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and that various equivalents and modifications may be substituted for them at the time of the present application shall.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력 발전장치의 주요부 구성을 예시한 사시도로서, 도면에 예시된 바와 같이 본 발명에 의한 소수력발전장치는, 수차 지지/고정부재(100), 적어도 하나의 수차(200), 및 발전부재(300)를 포함하여 일 실시 형태로 구현할 수 있으며, 수차유동 안내부재(400)를 더 포함하여서 다른 실시 형태로도 구현될 수 있다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a main configuration of a small hydrostatic generator using a pierced hole and a screw type aberration according to an embodiment of the present invention. As illustrated in the drawing, the small hydrostatic generator according to the present invention includes aberration supporting / And at least one aberration 200, and the power generating member 300, and may be implemented in another embodiment including the aberration flow guide member 400. [

이하의 상세한 설명에서는 교량의 하부 구조물, 즉 교량 거더를 지지하여 교량 거더로부터 하중을 베이스(10)를 통해 하방 지반으로 전달하는 직주형 또는 원통형 교각 기둥(20)에 설치되는 구성을 대표적으로 예를 들어 상세히 설명하기로 하며, 그러나 본 발명은 도면에 예시되지 않은 다양한 방법으로도 설치 가능함은 물론이다.In the following detailed description, a structure in which a lower structure of a bridge, that is, a structure supporting the bridge girder and transferring the load from the bridge girder to the lower ground through the base 10 is installed on a straight or cylindrical bridge pillar 20, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

수차 지지/고정부재(100)는 수차 고정블록(110), 거치대(120), 수차축 지지봉(130), 및 동력 전달부재(140)를 포함하여 구성될 수 있다. The aberration supporting / fixing member 100 may include the aberration fixing block 110, the mount 120, the aft axle support bar 130, and the power transmitting member 140.

이러한 수차 지지/고정부재(100)는 교각 기둥(20)에 대응하는 형상의 수차 고정블록(110)을 중앙부에 구비하고, 이러한 수차 고정블록(110)에 의해 교각 기둥(20)의 하단부에 별도의 조립수단을 통해 조립되어 설치된다. 또한 수차 지지/고정부재(100)는 수차 고정블록(110)을 중심으로 그 좌, 우 양측에 수평하게 각각 수차축 지지봉(130)이 일체로 연설되고, 각각의 수차축 지지봉(130)과 그에 대응되는 적어도 하나의 보조 지지봉이 형성된 거치대(120)에 의해 적어도 하나의 수차(200)를 일정 간격 이격되게 지지 및 고정하되, 교각 기둥 주변의 유량 및 유속에 따라 수차(200)가 자유롭게 회전 가능하도록 수면 아래에 각각의 수차(200)가 잠길 수 있게 지지 및 고정한다.The aberration supporting / fixing member 100 includes aberration fixing block 110 having a shape corresponding to the pierced column 20 at a central portion thereof. The aberration fixing block 110 is provided at the lower end of the pierce column 20 Assembled by means of the assembling means. The aberration supporting and fixing member 100 is integrally formed with the aft axis supporting rods 130 integrally and horizontally on both sides of the aberration fixing block 110, At least one aberration 200 is supported and fixed at a predetermined distance by a cradle 120 having at least one corresponding auxiliary support rod so that the aberration 200 can freely rotate according to a flow rate and a flow velocity around the pillar column Each aberration 200 is supported and fixed so that it can be locked under the water surface.

또한 수차 지지/고정부재(100)는 각각의 수차 고정블록(110)에 의해 교각 기둥(20)의 하단부에 상, 하 2열 이상으로 평행하게 배열되어 조립 및 설치될 수 있으며, 이 경우 각각의 수차 지지/고정부재(100)에는 적어도 하나의 수차(200), 또는 두개 이상의 수차가 나란히 배열되어 설치될 수 있다. Further, the aberration supporting / fixing member 100 may be assembled and installed by arranging two or more rows parallel to the lower end of the pierce post 20 by the respective aberration fixing blocks 110. In this case, The aberration supporting / fixing member 100 may be provided with at least one aberration 200, or two or more aberrations arranged side by side.

거치대(120)는 안내블록(420)의 상하 안내홈(421)에 끼움 조립되면서 좌,우로의 유동을 일정 범위 이내에서 제한하기 위한 걸림턱이 양측에 형성되도록 좌우 안내봉(121)을 중앙부에 일체로 조립하여 구비한다. 이때 좌우 안내봉(121)은 별도의 조립수단을 이용하여 거치대(120)의 중앙부에 끼움 조립될 수 있다. 이러한 거치대(120)는 상기와 같이 수차 고정블록(110)이 상, 하 2열 이상으로 평행하게 배열되어 조립되는 경우 그에 대응하는 갯수로 구비될 수 있으며, 이 경우 상, 하의 두 거치대를 잇는 중간 거치대가 더 구비될 수 있다. The holder 120 is assembled to the upper and lower guide grooves 421 of the guide block 420 so that the left and right guide rods 121 are positioned at the center of the guide block 120 so that the latching jaws for restricting the left- And assembled integrally. At this time, the left and right guide rods 121 can be fitted into the center of the cradle 120 by using a separate assembling means. When the aberration fixing blocks 110 are assembled in parallel with two or more rows of the aberration fixing blocks 110, the number of the aberration fixing blocks 120 may correspond to the number of the aberration fixing blocks 110. In this case, A holder can be further provided.

수차축 지지봉(130)은 수차 고정블록(110)을 중심으로 그 좌, 우 양측에 수평하게 연설되고 수차축의 일측 단부를 회전 가능하게 조립할 수 있는 적어도 하나의 관통공이 형성되어 이 관통공에 수차축(210)의 일측 단부가 구동기어 연결부(230)에 의해 자유 회전 가능하게 조립되어 설치되며, 구동기어 연결부(230)를 통해 동력전달부재(140)가 조립되어, 수차축(210)의 회전운동을 발전부재(300)로 전달하도록 구성된다. At least one through hole, which is horizontally disposed on both left and right sides of the aberration fixing block 110 and is rotatably assembled at one end of the aberration axis, is formed in the aft axis support rod 130, One end of the axle 210 is assembled freely rotatably by the drive gear connecting portion 230 and the power transmitting member 140 is assembled through the drive gear connecting portion 230 to rotate the axle 210 To transmit the motion to the generating member (300).

동력 전달부재(140)는 수차축(210)의 회전운동을 적어도 1회 방향 전환하여 발전부재(300)에 전달하며, 수차 지지/고정부재(100)의 수차축 지지봉(130)에 일체로 설치된다. 이를 위하여 동력 전달부재(140)는 바람직하게는 제1구동기어(141), 제1종동기어(142), 제1종동축(143), 제1종동축 고정대(144), 및 제2구동기어(145)를 포함하여 구성될 수 있다. The power transmitting member 140 turns the rotation of the aquadail shaft 210 at least once and transmits it to the power generating member 300. The power transmitting member 140 is installed integrally with the airstream axis support rod 130 of the airstream supporting / do. To this end, the power transmitting member 140 preferably includes a first drive gear 141, a first driven gear 142, a first driven shaft 143, a first driven coaxial shaft 144, (145).

제1구동기어(141)는 수차축 지지봉(130)에 자유회전 가능하게 조립된 수차(200)의 구동기어 연결부(230)에 직접 연결되어 수차축(210)과 일체로 회전한다. The first driving gear 141 is directly connected to the driving gear connecting portion 230 of the aberrator 200 assembled freely rotatably to the aft axle support bar 130 and rotates integrally with the aft axle 210.

제1종동기어(142)는 제1구동기어(141)와 맞물리도록 설치되며 제1종동축(143)과 일체로 회전가능하도록 제1종동축(143)에 설치된다. The first driven gear 142 is installed on the first driven shaft 143 so as to be engaged with the first driven gear 141 and integrally rotatable with the first driven shaft 143.

제1종동축(143)은 수차축(210)과 수직하도록 상기 수차축 지지봉(130)에 조립되되, 제1종동기어(142)와 일체로 회전 가능하도록 제1종동축 고정대(144)에 의해 지지 및 고정되어 수차축 지지봉(130)에 설치된다. The first driven shaft 143 is assembled to the aft axle support bar 130 so as to be perpendicular to the airstream axis 210 and is rotatably supported by the first driven shaft fixed base 144 so as to be rotatable integrally with the first driven gear 142 And is mounted to the aft-axle support bar 130 by being supported and fixed.

제1종동축 고정대(144)는 제1종동축(143)을 회전 가능하게 수차축 지지봉(130)에 고정한다. The first-type coaxial fixed base 144 fixes the first driven coaxial shaft 143 to the aft-axle support rod 130 in a rotatable manner.

제2구동기어(145)는 제1종동축(143)의 회전력을 방향 전환하여 발전 부재(300)의 제2종동축(320)의 제2종동기어(340)에 전달한다.The second driving gear 145 changes the rotational force of the first driven shaft 143 and transmits the rotational driving force to the second driven gear 340 of the second driven shaft 320 of the generator member 300.

수차(200)는 봉형태의 수차축(210) 외면에 스크루 형태의 수차날개(220)가 형성되고, 수차축(210)의 양단이 수차 지지/고정부재(100)에 의해 자유회전 가능하게 지지되어, 물의 흐름에 따른 수차날개(220)의 회전력으로 수차축(210)을 회전운동시킨다. 여기서 스크루 형태의 수차날개(220)는 하중을 최소화하고 유속의 저항을 덜 받게 하기 위하여 물의 비중과 유사하게 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 수차(200)는 각각의 수차축 지지봉(130)에 대하여 쌍으로 설치될 수 있으며, 수차축(210)과 일체로 회전되는 구동기어 연결부(230)가 일측 단부에 구비되어 그 구동기어 연결부(230)를 통해 동력 전달부재(140)와 연결된다.The aberration 200 includes a rod-like aberration wing 220 formed on the outer surface of the rod-shaped aberration shaft 210, and both ends of the aberration axis 210 are rotatably supported by the aberration supporting / And causes the aberration shaft 210 to rotate by the rotational force of the aberration wing 220 according to the flow of water. In this case, the screw-shaped aberration wing 220 is preferably formed to have a specific gravity similar to that of water in order to minimize the load and less resist the flow velocity. The aberrations 200 may be installed in pairs with respect to the aft-axle support rods 130. The aberrations 200 may be provided at one end of the drive gear connection portion 230, which is integrally rotated with the airstream axle 210, 230 to the power transmitting member 140. [

발전부재(300)는 발전기(310)를 구비하며, 제2종동축(320)과 적어도 하나의 기어를 통해 수차축(210)의 일측 단부에 연결되어 수차축(210)의 회전운동 에너지를 전달받고, 그 회전운동 에너지를 변환하여 전기에너지를 생성한다. 이를 위하여 발전부재(300)는 발전기(310), 제2종동축(320), 제2종동축 고정대(330), 및 제2종동기어(340)를 포함하여 구성될 수 있다. The power generating member 300 includes a generator 310 and is connected to one end of the aquadail shaft 210 through the second driven shaft 320 and at least one gear to transmit the rotational kinetic energy of the aquake axle 210 And converts the rotational kinetic energy to generate electrical energy. The generator member 300 may include the generator 310, the second driven shaft 320, the second driven shaft fixed member 330, and the second driven gear 340.

발전기(310)는 물에 잠기지 않도록 교각 기둥(20)의 상단부에 설치되며, 제2종동축(320)에 연결되어 그 회전력으로 전기에너지를 생성한다.The generator 310 is installed at the upper end of the pillar column 20 so as not to be immersed in water, and is connected to the second driven shaft 320 to generate electrical energy by its rotational force.

제2종동축(320)은 제2종동기어(340)와 일체로 회전 가능하도록 제2종동축 고정대(330)에 의해 지지 및 고정되어 교각 기둥(20)에 설치된다. The second-type coaxial shaft 320 is supported and fixed by the second-type coaxial shaft 330 so as to be rotatable integrally with the second driven gear 340, and is installed in the pierced column 20. [

제2종동축 고정대(330)는 제2종동축(320)을 회전 가능하게 교각 기둥(20)에 고정한다.The second-type coaxial fixing table 330 rotatably secures the second driven shaft 320 to the pierced column 20. [

제2종동기어(340)는 동력전달부재(140)의 제2구동기어(145)와 맞물리도록 설치되며 제2종동축(320)과 일체로 회전 가능하게 설치된다. The second driven gear 340 is installed to be engaged with the second drive gear 145 of the power transmitting member 140 and rotatably installed integrally with the second driven shaft 320.

수차유동 안내부재(400)는 안내블록 지지대(410)와 안내블록(420)으로 형성되며, 안내블록 지지대(410)는 수차(200)와 나란하게 수차 고정블록(110)에 일측 단부가 조립 및 고정되고, 다른측 단부는 자유단으로 상하 및 좌우로 유동 가능하게 형성되되 그 자유단부의 몸체가 상하로 각각 연설되어 그 연설된 단부에 수차 지지/고정부재(100)의 거치대(120)를 끼움 조립할 수 있는 상하 안내홈(421)이 형성된 안내블록(420)을 구비하여, 유량 및 유속에 의한 수차(200)의 상하 유동 및 좌우 유동을 일정 범위 이내에서 제한적으로 안내하고 지지한다.The aberration flow guide member 400 is formed of a guide block support 410 and a guide block 420. The guide block support 410 is disposed at a side of the aberration fixing block 110 in parallel with the aberration 200, And the other side end portion is formed as a free end so as to be movable up and down and left and right. The body of the free end portion is vertically disposed so as to sandwich the cradle 120 of the aberration supporting / fixing member 100 And a guide block 420 on which upper and lower guide grooves 421 can be assembled to guide and support the up and down flow and the left and right flow of the aberration 200 in a limited range within a certain range by the flow rate and the flow rate.

이러한 수차유동 안내부재(400)는 유속의 흐름 방향 변화에 대해 수차날개(220)에 적응력을 주거나 또는 스크루형 수차날개(220)가 교각 기둥 등과 같은 구조물에 닿는 것을 방지하기 위해 설치되며, 이러한 수차유동 안내부재(400)는 필요에 따라 생략되어 고정형으로 구성할 수도 있다. 단, 이는 스크루형 수차날개의 크기, 형태, 발전량, 구조보의 안전도 및 영향, 유속의 빠르기 등을 고려하여 선택 적용 가능하다. The aberration flow guide member 400 is installed to apply an adaptive force to the aberration wing 220 or to prevent the screw aberration wing 220 from touching a structure such as a pier, The flow guide member 400 may be omitted if necessary and may be of a fixed type. However, this can be selectively applied considering the size and shape of the screw type aberration wing, the amount of power generation, the safety and influence of the structural beam, and the speed of the flow velocity.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치의 상세 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.The detailed operation of the small hydropower generator using the pier and the screw type aberration according to the present invention will be described as follows.

먼저, 수차 지지/고정부재(100)의 중앙부에 구비된 수차 고정블록(110)에 의해 지지되도록 별도의 조립수단을 이용하여 수차유동 안내부재(400)의 안내블록 지지대(410)의 일측 단부를 조립하되, 안내블록(420)의 상하 안내홈(421)이 수직하게 세워지도록 조립한다. First, one end of the guide block supporter 410 of the aberration flow guiding member 400 is attached to the aberration supporting / fixing member 100 using a separate assembling means so as to be supported by the aberration fixing block 110 provided at the center of the aberration supporting / Assembled so that the upper and lower guide grooves 421 of the guide block 420 are vertically erected.

다음으로 상기와 같이 조립된 안내블록 지지대(410)의 다른측 단부에 형성된 안내블록(420)의 상하 안내홈(421)에 좌우 안내봉(121)을 교차되게 삽입하고 좌우 안내봉(121)의 양측에 별도의 조립수단으로 거치대(120)를 조립함으로써, 거치대(120) 중앙의 좌우 안내봉(121)이 안내블록(420)의 상하 안내홈(421)을 따라 상,하로 유동 가능하게 하고, 안내블록(420)이 거치대(120) 중앙의 좌우 안내봉(121)을 따라 좌,우로 유동 가능하게 설치한다. 이러한 유동은 좌우 안내봉(121)의 주변에서 걸림턱 역할을 하는 거치대(120)와, 상하 안내홈(421)의 주변에서 걸림턱 역할을 하는 안내블록(420)의 몸체에 의해 일정 범위 이내에서 제한된다. The left and right guide rods 121 are inserted into the upper and lower guide grooves 421 of the guide block 420 formed at the other side end portion of the guide block support 410 assembled as described above, The left and right guide rods 121 at the center of the cradle 120 can be moved up and down along the upper and lower guide grooves 421 of the guide block 420 by assembling the cradle 120 with separate assembling means on both sides, The guide block 420 is installed so as to be able to flow left and right along the left and right guide rods 121 in the center of the cradle 120. [ This flow is generated by the body of the guide block 120 serving as a latching jaw in the periphery of the left and right guide rods 121 and the body of the guide block 420 serving as a latching jaw around the upper and lower guide grooves 421 Is limited.

이어서 수차 고정블록(110)을 중심으로 그 좌, 우 양측에 각각 수평하게 일체로 연설된 수차축 지지봉(130)과 그에 대응되는 거치대(120)에 의해 수차(200)를 일정 간격 이격되게 지지하여 고정하고, 수차축(210)의 일측 단부를 구동기어 연결부(230)와 연결한다. 여기서 수차축 지지봉(130)에는 수차축(210)의 일측 단부와 연결되기 위한 구동기어 연결부(230)가 수차축의 갯수만큼 각각 구비되어 있고, 구동기어 연결부(230)는 수차축 지지봉(130) 일측의 동력전달부재(140)의 제1구동기어(141)와 일체로 회전 가능하게 조립되므로, 수차(200)의 회전동작은 구동기어 연결부(230)를 통해 동력전달부재(140)의 제1구동기어(141), 제1구동기어(141)와 맞물린 제1종동기어(142), 제1종동축(143) 및 제2구동기어(145)에 동시에 전달될 수 있게 된다. Subsequently, the aberration 200 is supported at a predetermined distance by the aft axle support bar 130, which is horizontally and integrally connected to both the left and right sides of the aberration fixing block 110, and the corresponding mount 120 And one end of the airstream shaft 210 is connected to the drive gear connection portion 230. [ The driving shaft connecting part 230 is connected to the driving shaft connecting part 230 and the driving shaft connecting part 230 is connected to the driving shaft connecting part 230, The rotation of the aberration 200 is transmitted to the first driving gear 141 of the power transmitting member 140 through the driving gear connecting portion 230. Thus, The first driving gear 141, the first driven gear 142 engaged with the first driving gear 141, the first driven shaft 143 and the second driven gear 145 can be simultaneously transmitted.

다음으로 동력전달부재(140)의 제2구동기어(145)와 발전부재(300)의 제2종동기어(340)를 맞물리도록 하여 수차 고정블록(110)을 교각 기둥(20)의 하단부에 조립한다. 이때 수차 고정블록(110)은 교각 기둥 주변의 유량 및 유속에 따라 수차(200)가 자유롭게 회전 가능하도록 수면 아래에 각각의 수차(200)가 잠길 수 있게 지지하고, 교각 기둥(20)의 하단부에 별도의 조립수단을 통해 조립함으로써 설치를 완료한다. 따라서 동력 전달부재(140)와 발전부재(300)는 수차의 회전력을 제2구동기어(145)와 맞물린 발전부재(300)의 제2종동기어(340)에 의해 제2종동축(320)에 전달하여 물에 잠기지 않도록 교각 기둥(20)의 상단부에 설치된 발전기(310)를 통해 전기에너지를 생성할수 있게 한다.The second drive gear 145 of the power transmitting member 140 and the second driven gear 340 of the power generating member 300 are engaged with each other so that the aberration fixing block 110 is assembled to the lower end portion of the pierce post 20 do. At this time, the aberration fixing block 110 supports each aberration 200 below the water surface so that the aberration 200 can freely rotate according to the flow rate and the flow rate around the pierce column, The assembly is completed by assembling through a separate assembling means. The power transmitting member 140 and the power generating member 300 are rotated by the second driven gear 340 of the power generating member 300 engaged with the second drive gear 145 to the second driven shaft 320 So as to generate electric energy through the generator 310 installed at the upper end of the pillar column 20 so as not to be immersed in water.

이로써, 본 발명은 소수력 발전을 위해 새로운 구조물을 설치하지 않고도 기존 구조물을 이용하여 비교적 간단하게 소수력 발전이 가능하게 하며, 따라서 본 발명의 소수력 발전장치는 교량이나 교각 등의 기존 구조물을 다목적으로 활용할 수 있도록 하여 그 활용도를 향상시킬 수 있는 이점이 있으며, 또한 보다 저렴한 비용으로 소수력 발전이 가능하도록 하여 재생에너지의 개발 및 생산에 따른 경제적인 비용을 절감할 수 있는 이점을 얻을 수 있게 한다.Accordingly, the present invention makes it possible to relatively small-scale hydroelectric power generation using existing structures without installing a new structure for small hydroelectric power generation. Therefore, the small hydroelectric power generation apparatus of the present invention can utilize existing structures such as bridges and piers So that the utilization efficiency can be improved. Also, the small hydroelectric power generation can be performed at a lower cost, and the economical cost of the development and production of the renewable energy can be reduced.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all equivalents or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.

10 : 베이스 20 : 교각 기둥
100 : 수차 지지/고정부재 110 : 수차 고정블록
120 : 거치대 121 : 좌우 안내봉
130 : 수차축 지지봉 140 : 동력 전달부재
141 : 제1구동기어 142 : 제1종동기어
143 : 제1종동축 144 : 제1종동축 고정대
145 : 제2구동기어 200 : 수차
210 : 수차축 220 : 수차날개
230 : 구동기어 연결부 300 : 발전부재
310 : 발전기 320 : 제2종동축
330 : 제2종동축 고정대 340 : 제2종동기어
400 : 수차유동 안내부재 410 : 안내블록 지지대
420 : 안내블록 421 : 상하 안내홈10: Base 20: Pier column
100: aberration supporting / fixing member 110: aberration fixing block
120: Stands 121: Right and left guide rods
130: male shaft support bar 140: power transmission member
141: first drive gear 142: first driven gear
143: first type coaxial shaft 144: first type coaxial shaft type base
145: second driving gear 200: aberration
210: aberration axis 220: aberration wing
230: drive gear connection part 300: generator member
310: Generator 320: Second type coaxial
330: second type coaxial fixed base 340: second driven gear
400: aberration flow guide member 410: guide block support
420: guide block 421: upper and lower guide groove

Claims (8)

수차 고정블록에 의해 교각기둥의 하단부에 조립되어 설치되며, 수차 고정블록을 중심으로 그 좌, 우 양측에 수평하게 각각 수차축 지지봉이 일체로 연설되고, 각각의 수차축 지지봉과 상기 수차축 지지봉에 대응되는 적어도 하나의 보조 지지봉이 형성된 거치대에 의해 적어도 하나의 수차를 일정 간격 이격되게 지지 및 고정하되, 교각 기둥 주변의 유량 및 유속에 따라 수차가 자유롭게 회전 가능하도록 수면 아래에 각각의 수차가 잠길 수 있게 지지 및 고정하는 수차 지지/고정부재;
봉형태의 수차축 외면에 스크루 형태의 수차날개가 형성되고, 상기 수차축의 양단이 상기 수차 지지/고정부재에 의해 자유회전 가능하게 지지되어, 물의 흐름에 따른 수차날개의 회전력으로 수차축을 회전운동시키는 적어도 하나의 수차; 및
상기 수차축의 일측 단부에 적어도 하나의 기어를 통해 연결되어 상기 수차축의 회전운동에 의한 전기에너지를 생성하는 발전부재;를 포함하며,
상기 수차와 나란하게 상기 수차 고정블록에 일측 단부가 조립 및 고정되고, 다른측 단부는 자유단으로 상하 및 좌우로 유동 가능하게 형성되되 그 자유단부의 몸체가 상하로 각각 연설되어 그 연설된 단부에 상기 수차 지지/고정부재의 거치대를 끼움 조립할 수 있는 상하 안내홈이 형성된 안내블록을 구비하여, 유량 및 유속에 의한 수차의 상하 유동 및 좌우 유동을 일정 범위 이내에서 제한적으로 안내하고 지지하는 수차유동 안내부재;를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.A plurality of aft-axle support rods are integrally provided on both sides of the aberration-fixing block, horizontally and horizontally on both sides of the aberration-fixing block, and are fixed to the respective aft-axle support rods and the aft- At least one aberration is held and fixed at a predetermined distance by a mount provided with at least one corresponding auxiliary support rod so that each aberration can be locked below the water surface so that the aberration can freely rotate according to the flow rate and the flow rate around the pierce column Aberration supporting / fixing member for supporting and fixing the supporting member;
Shaped aberration wing is formed on the outer surface of the rod-shaped aberration shaft, both ends of the aberration axis are rotatably supported by the aberration supporting / fixing member, and the aberration axis is rotated At least one aberrant to move; And
And a power generating member connected to one end of the aberration shaft via at least one gear to generate electric energy by rotational motion of the aberration shaft,
And the other side end portion is formed to be vertically and horizontally movable as a free end. The body of the free end portion is vertically disposed and each of the side end portions is arranged to be vertically and horizontally And a guide block having upper and lower guide grooves for fitting the cradle of the aberration supporting / fixing member, wherein the aberration flow guide for guiding and supporting the up and down flow of the aberration due to the flow rate and the flow velocity, And a plurality of screw-type aberrons disposed on both sides of the small-diameter portion. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 거치대는,
상기 안내블록의 상하 안내홈에 끼움 조립되면서 좌,우로의 유동을 일정 범위 이내에서 제한하기 위한 걸림턱이 양측에 형성된 좌우 안내봉을 중앙부에 일체로 구비한 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.The apparatus according to claim 1,
And a guide bar integrally formed on both sides of the guide block to engage with upper and lower guide grooves of the guide block to restrict left and right flow within a predetermined range. Small hydroelectric power plant used. 제1항에 있어서, 상기 수차 지지/고정부재는,
각각의 수차 고정블록에 의해 교각 기둥의 하단부에 상하 2열 이상으로 평행하게 배열되어 조립 및 설치되며,
각각의 수차 지지/고정부재에는 적어도 하나의 수차가 설치되는 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.The apparatus according to claim 1, wherein the aberration supporting /
Are arranged and installed in parallel at two or more rows in the upper and lower rows at the lower end of the pier column by the aberration fixing blocks,
Wherein at least one aberration is provided in each aberration supporting / fixing member. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수차는,
각각의 수차축 지지봉에 대하여 쌍으로 설치되는 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.5. The image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 4,
And a pair of a pair of pivot axes are provided on the respective aft-axle support rods. 제1항에 있어서,
상기 수차축의 회전운동을 적어도 1회 방향 전환하여 상기 발전부재에 전달하는 동력 전달부재가 수차 지지/고정부재의 수차축 지지봉에 일체로 설치되고,
상기 수차는,
상기 수차축과 일체로 회전되는 구동기어 연결부가 일측 단부에 구비되어 그 구동기어 연결부를 통해 동력 전달부재와 연결되는 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.The method according to claim 1,
The power transmitting member for turning the rotational motion of the aberration shaft at least once and transmitting it to the power generating member is integrally provided on the aberration shaft support bar of the aberration supporting /
The aberration,
And a drive gear connection part integrally rotated with the airstream shaft is provided at one end and connected to the power transmission member through a drive gear connection part. 제6항에 있어서, 상기 동력 전달부재는,
상기 수차의 구동기어 연결부에 직접 연결되어 수차축과 일체로 회전하는 제1구동기어;
제1구동기어와 맞물리도록 설치되며 제1종동축과 일체로 회전가능하도록 제1종동축에 설치되는 제1종동기어;
제1종동기어와 일체로 회전 가능하도록 제1종동축 고정대에 의해 지지 및 고정되어 상기 수차축 지지봉에 설치되는 제1종동축;
상기 제1종동축을 회전 가능하게 상기 수차축 지지봉에 고정하는 제1종동축 고정대; 및
제1종동축의 회전력을 방향 전환하여 제2종동축의 제2종동기어에 전달하는 제2구동기어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.7. The power transmission device according to claim 6,
A first driving gear directly connected to the driving gear connecting portion of the aberration and integrally rotating with the aberration shaft;
A first driven gear installed on the first driven shaft so as to be able to rotate integrally with the first driven shaft,
A first driven shaft which is supported and fixed by a first bore coaxial fixed base so as to be rotatable integrally with the first driven gear and which is provided on the aft axle support bar;
A first slave coaxial fixed base for fixing the first slave coaxial shaft to the aft axis shaft support member in a rotatable manner; And
And a second driving gear for turning the rotational force of the first-type coaxial shaft and transmitting the rotational force to the second driven gear of the second-type coaxial shaft. 제7항에 있어서, 상기 발전부재는,
상기 제2구동기어와 맞물리도록 설치되며 제2종동축과 일체로 회전 가능하게 설치되는 제2종동기어;
제2종동기어와 일체로 회전 가능하도록 제2종동축 고정대에 의해 지지 및 고정되어 상기 교각 기둥에 설치되는 제2종동축;
상기 제2종동축을 회전 가능하게 상기 교각 기둥에 고정하는 제2종동축 고정대; 및
제2종동축에 연결되어 그 회전력으로 전기에너지를 생성하는 발전기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교각과 스크루형 수차를 이용한 소수력발전장치.The power generating apparatus according to claim 7,
A second driven gear installed to be engaged with the second drive gear and rotatably installed integrally with the second driven shaft;
A second driven shaft supported and fixed by the second bore coaxial fixed base so as to be rotatable integrally with the second driven gear and installed on the pier post;
A second bore coaxial fixed to fix the second bore coaxial to the pierced column in a rotatable manner; And
And a generator connected to the second-type coaxial shaft and generating electrical energy based on the rotational force of the second-type coaxial shaft.
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